轻型机械手运送胎胚进硫化机的控制方法

2018-08-11黄鹏沈阳新松机器人自动化股份有限公司

数码世界 2018年7期

黄鹏沈阳新松机器人自动化股份有限公司

1 引言

许多轮胎厂的胎胚硫化机还保留着上个世纪末的人工进罩方式，往往是一条硫化支线至少安排一名生产工进行生产，同时安排一名生产工进行胎胚的收集、分类和转运，工作效率较慢。而增派人手无疑会大大提高生产成本，生产工位又有一定的特殊性，面对旺季和淡季难以进行临时的人员增减。另外，当硫化机开罩时，大量的硫化蒸汽对人体呼吸道和皮肤危害非常大，一到夏季，车间温度居高不下，生产环境对生产工来说相当恶劣。针对此生产环节进行自动化改造，利用轻型机械手运送胎胚，可代替硫化生产工作业，并且及时根据硫化机的硫化进度进行提前要胎、准备，进而提高生产效率，减小生产成本。

结构：硫化机械手可在XY轴两个方向运动，各配一台变频电机。并配一个机械爪，由于来回移动没有气源，所以机械爪的张开闭合由一台电缸控制，电缸由伺服电机驱动。

供电：由X轴轨道侧面的滑触线进行供电，机械手侧面装集电臂进行取电。

通讯：百兆光通讯

测距：条码带条码测距

2 行走控制方式

15台硫化机，每台硫化机都有左右两个模具位，X轴轨道长度约为90米，硫化机械手行走加速度为2m/s2，最高速度为3m/s，平均每个胎胚硫化时间12分钟。12*60/（15*2）=24（s），则平均运送一条胎胚的时间为24s。由于初速度和最终速度都是0，所以加速时间和减速时间视为相等。由于一来一回，所以总时间减半。则加速时间为6秒。加速区间位移：

则24秒内机械手行走72米。再考虑信号给定时间、驱动器激磁时间、由于打滑造成的二次定位时间，所以机械手至少选用两台。分别位于4号机与5号机之间一台，11号机与12号机之间一台。

当某台硫化机的存胎器满足条件时，此台硫化机的PLC向硫化地沟沟头PLC发起要胎信号，沟头PLC将此信号通过管理型交换机发送给服务器，服务器中的软件系统将此信息进行整合，将“车间”“地沟号”“机台号”“左右模”“胎胚型号”等信息，以字符串的形式进行整合，传送给立体库PLC系统。立体库通过解码，找到对应的胎胚，出库，与托盘进行绑定，送到对应的EMS小车取胎位。并将对应的字符串传送给EMS小车的PLC系统。

此时的字符串为10位的10进制数字，每两位表示一个信息。可以通过公式算法进行解码。例如0206120237，则表示2车间6号地沟12号机台右模37型号。其中37型号在数据库中对应1607这种规格，数据库中已经维护好对应的所需数据，包括胎胚直口直径，胎胚高度，胎胚外径等信息。胎胚到达取胎位后，X轴动作需要知道其中的“机台号”和“左右模”信息。将字符串除以10000，取余，得到0237。再将0237除以100，取余得到37。用0237减去37，所得商再除以100，得到02。则得出对应的位置是右模。同理，可以用公式做一个功能块，得到12，即12机台。那么对应的12机台右模的X轴坐标值就出来了。将此值赋给变量X，变量接入轴位移指令MAM的输入管脚，则运动位置的终点就知道了。

MAM的其他管脚输入变量有：速度、加速度、加加速度、减速度、运动模式（梯形/S曲线）、跃度。这些参数都是满足生产的条件下，通过调试，测试出最为平稳的参数。需要注意的是，当运动正在减速或者接近减速点时，如果最大减速度降低，则可能会过冲。对于运动精确控制，需要用到运动位置重设指令MRP。

MRP指令可更改轴的命令位置或实际位置。由位置制定的值用于更新轴的实际位置或命令位置。位置的重新计算可按绝对值或相对值的方式进行。重新定义当前轴位置的过程对于正在进行的运动没有影响，因为指令保留重新定义过程中的当前伺服跟随错误。因此，轴位置可在过程中进行重新定义，而不会干扰轴的运动。输入的变量有：轴名称，值类型（绝对值/相对值），位置选择（实际位置/相对位置），位置（用于更改轴位置或当前位置偏移的值）。将条码带读取的实际位置与目标位置做差计算，所得的值与减速距离进行比较，此处减速距离为距离目标位一定距离的减速位，同样是一个变量。差值大于减速距离时，将正常速度赋值给模块，当差值小于等于减速距离时，将安全速度赋值给模块。

通过以上编程，能使EMS小车X轴精确定位。